JP2001000417A - Magnetic resonance imaging method for heart using multiple slabs and multiple windows - Google Patents

Magnetic resonance imaging method for heart using multiple slabs and multiple windows

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JP2001000417A
JP2001000417A JP2000149169A JP2000149169A JP2001000417A JP 2001000417 A JP2001000417 A JP 2001000417A JP 2000149169 A JP2000149169 A JP 2000149169A JP 2000149169 A JP2000149169 A JP 2000149169A JP 2001000417 A JP2001000417 A JP 2001000417A
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respiratory
dimensional
slabs
patient
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Yipping Peter Du
イーピン・ピーター・ドゥ
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General Electric Co
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to obtain a 3D MRI data collection in a short time by setting multiple respiration gate windows, performing a pilot scanning defining corresponding multiple slabs, and combining the obtained 3D MRI data to form a single 3D MRI data collection indicating an interesting area. SOLUTION: This system is controlled by an operator console 100 connected to a computer 107 via a link 116, and the computer 107 is connected to a system control part 122 containing a pulse generation module 121 via a high-speed serial link 115. To obtain a 3D MRI data collection, multiple respiration gate windows (hereinafter, designated as G.W) are set, and a 3D interesting area is divided into multiple 3D slabs corresponding to multiple G.Ws. When detected respiration points are in the range of multiple windows of the G.Ws, a MRI data is obtained from the corresponding 3D slabs.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明の分野は、核磁気共鳴
イメージング方法及びシステムである。より具体的に
は、本発明は、患者の運動中に取得されるMRIデータ
の補正に関する。
The field of the invention is nuclear magnetic resonance imaging methods and systems. More specifically, the present invention relates to correction of MRI data acquired during exercise of a patient.

【0002】[0002]

【発明の背景】人体組織のような物質が一様の磁場(分
極磁場B0 )にさらされると、組織内のスピンの個々の
磁気モーメントは、この分極磁場に沿って整列しようと
するが、各スピン固有のラーモア周波数でランダムな秩
序で分極磁場の周りを歳差運動する。物質すなわち組織
が、xy平面内に存在すると共にラーモア周波数に近い
周波数を持つ時間変化型磁場(励起磁場B1 )にさらさ
れると、整列した正味の磁気モーメントMz がxy平面
に向かって回転すなわち「傾斜」して、正味の横磁気モ
ーメントMt を生成する。このように励起されたスピン
によって信号が放出され、該信号を受信して処理するこ
とにより画像を形成することができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION When a substance, such as human tissue, is exposed to a uniform magnetic field (polarizing magnetic field B 0 ), the individual magnetic moments of spins in the tissue tend to align along this polarizing magnetic field, Precess around the polarization field in random order at the Larmor frequency specific to each spin. When a substance or tissue is exposed to a time-varying magnetic field (excitation field B 1 ) that is in the xy plane and has a frequency close to the Larmor frequency, the aligned net magnetic moment M z rotates, ie, toward the xy plane. "tipped", to produce a net transverse magnetic moment M t. A signal is emitted by the spins thus excited, and an image can be formed by receiving and processing the signal.

【0003】これらの信号を用いて画像を形成するとき
に、磁場勾配(Gx 、Gy 及びGz)が用いられる。典
型的には、撮像領域は、採用されている特定の局在化方
法に応じてこれらの勾配が変化する一連の測定サイクル
によって走査される。結果として得られたNMR受信信
号の組をディジタル化すると共に処理して、多くの周知
の再構成手法のうち1つを用いて画像を再構成する。
When forming an image using these signals, magnetic field gradients (G x , G y and G z ) are used. Typically, the imaging area is scanned by a series of measurement cycles in which these gradients change depending on the particular localization method employed. The resulting set of NMR received signals is digitized and processed to reconstruct the image using one of many well-known reconstruction techniques.

【0004】周知のフーリエ変換(FT)イメージング
手法の一変形であり、しばしば「スピン・ワープ」と呼
ばれている手法を参照して本発明を詳細に記載する。ス
ピン・ワープ法は、Physics in Medicine and Biolog
y、第25巻、第751頁〜第756頁(1980年)
のW.A. Edelstein等による論文「スピン・ワープ式NM
Rイメージング及び人体の全身イメージングへの応用
(Spin-Warp NMR Imagingand Applications to Human W
hole-Body Imaging)」で議論されている。この手法
は、NMR信号の取得の前に可変振幅を有する位相エン
コード用磁場勾配パルスを用いて、該勾配の方向に空間
情報を位相エンコードする。例えば、2次元の具現形態
(2DFT)では、空間情報は、一方向に沿って位相エ
ンコード用勾配(Gy )を印加することにより該方向に
エンコードされ、次いで、位相エンコードした方向と直
交する方向に読み出し磁場勾配(Gx )を存在させた状
態で信号を取得する。取得時に存在している読み出し勾
配により、直交方向に空間情報がエンコードされる。典
型的な2DFTパルス・シーケンスでは、走査中に取得
される「ビュー」の連鎖において位相エンコード用勾配
パルスGy の大きさを漸増させて(ΔGy )、画像全体
を再構成し得るようなNMRデータの集合を形成する。
The present invention is described in detail with reference to a variant of the well-known Fourier transform (FT) imaging technique, often referred to as "spin warp". Spin warp method is used in Physics in Medicine and Biolog
y, Volume 25, pp. 751-756 (1980)
Of WA Edelstein et al. “Spin-warp NM
R imaging and application to whole body imaging (Spin-Warp NMR Imaging and Applications to Human W
hole-Body Imaging). This technique uses a phase encoding magnetic field gradient pulse having a variable amplitude before acquiring an NMR signal to phase encode spatial information in the direction of the gradient. For example, in a two-dimensional implementation (2DFT), spatial information is encoded in one direction by applying a phase encoding gradient (G y ) in that direction, and then in a direction orthogonal to the phase encoded direction. A signal is acquired in a state where a readout magnetic field gradient (G x ) is present in the first step. The spatial information is encoded in the orthogonal direction by the readout gradient present at the time of acquisition. In a typical 2DFT pulse sequence, in the chain of the "view" that are acquired during the scan by increasing the size of the phase-encoding gradient pulse G y (ΔG y), as can reconstruct the entire image NMR Form a set of data.

【0005】冠状動脈画像等の高分解能3次元医用画像
を形成するのに現在用いられているNMR走査の殆ど
は、必要なデータを取得するのに数分間を必要とし得
る。走査時間が長いため、走査中の患者の運動が重大な
ものとなり、再構成される画像をモーション・アーティ
ファクトで損なう可能性がある。また、呼吸運動、心拍
運動、血流及び蠕動等の多くの形式の患者の運動も存在
する。これらのモーション・アーティファクトを減少さ
せる又は除去するのに用いられる方法には、運動を減少
させる方法(例えば、保息)、運動の影響を減少させる
方法(例えば、米国特許第4,663,591号)及び
既知の運動の最中に取得されたデータを補正する方法
(例えば、米国特許第5,200,700号)を含めて
多くのものが存在している。呼吸運動の場合には、モー
ション・アーティファクトを減少させる方法で最も広く
知られているものの1つは、呼吸周期の所定の部分すな
わち「取得ウィンドウ」の間にのみビューが取得される
ように、データの取得をゲート制御する方法である。
[0005] Most of the NMR scans currently used to produce high-resolution three-dimensional medical images, such as coronary artery images, may require several minutes to acquire the required data. Due to the long scan time, the patient's movement during the scan can be significant and the reconstructed image can be corrupted with motion artifacts. There are also many types of patient movements, such as respiratory movements, heart movements, blood flow and peristalsis. Methods used to reduce or eliminate these motion artifacts include methods that reduce motion (eg, breathing) and methods that reduce the effects of motion (eg, US Pat. No. 4,663,591). ) And methods of correcting data acquired during known movements (eg, US Pat. No. 5,200,700). In the case of respiratory movements, one of the most widely known methods of reducing motion artifacts is to reduce the data such that views are acquired only during a predetermined portion of the respiratory cycle or "acquisition window". Is a method of gate-controlling the acquisition of.

【0006】従来の呼吸ゲート方法は、患者の呼吸を検
知し(例えば、米国特許第4,994,473号)、呼
吸周期の所定の部分の間にMRIシステム用のゲート信
号を発生させる手段を用いている。ゲート信号が発生さ
れている限り、MRIシステムは規定されたビュー順序
でNMRデータを取得する。呼吸運動の他の部分の間に
は、ゲート信号はオフになってデータは取得されない。
結果として、呼吸ゲートを用いると、各々の呼吸周期の
比較的小部分にわたってしかデータを取得することがで
きないので、走査時間が大幅に増大する。
[0006] Conventional respiratory gating methods include means for detecting patient respiration (eg, US Patent No. 4,994,473) and generating a gating signal for an MRI system during a predetermined portion of the respiratory cycle. Used. As long as the gate signal is generated, the MRI system acquires NMR data in a defined view order. During other parts of the breathing exercise, the gate signal is turned off and no data is acquired.
As a result, the use of a respiratory gate greatly increases scan time since data can only be acquired over a relatively small portion of each respiratory cycle.

【0007】比較的短い取得時間でNMRデータを取得
するのではなく、検査対象の運動中にNMRデータを取
得してこのデータを補正する方法が知られている。これ
らの方法は、NMR画像データの取得とインタリーブし
ており且つ検査対象の位置を測定するように設計されて
いるナヴィゲータ(navigator) パルス・シーケンスをし
ばしば用いる。例えば、米国特許第5,363,844
号には、画像データ取得の間を通じて患者の横隔膜の位
置を測定するナヴィゲータ・パルス・シーケンスが開示
されている。Magn.Reson. in Med.誌、第32巻、第6
39頁〜第645頁(1994年)のT.S. Sachs等によ
る「ナヴィゲータを用いたスパイラルMRIにおける実
時間での運動検出(Real-Time Motion Detection in Sp
iral MRIUsing Navigators)」に記載されているよう
に、この位置情報を用いて、許容できない画像アーティ
ファクトを発生する呼吸周期又は心拍周期の部分の間に
取得された画像データを排除することができる。また、
Magn.Reson. in Med.誌、第37巻、第148頁〜第1
52頁(1997年)のM.V. MacConnellによる「保息
式MR冠状血管撮影(アンジオグラフィ)のための予測
適応型ナヴィゲータ補正(Prospectively Adaptive Nav
igator Correction for Breath-hold MR Coronary Angi
ography)」に記載されているように、ナヴィゲータ・
エコー信号からの位置情報を予測的に用いて、MRIシ
ステムの受信器の基準位相を調節し、後続で取得される
NMR画像データを補正してもよい。あるいは、Proc.
International Society of Magnetic Resonance in Med
icine誌、第748頁(1995年)のM.E. Brummer等
による「ナヴィゲータ・エコーを用いた冠状動脈MRA
における呼吸運動によるモーション・アーティファクト
の減少(Reduction Of Respiratory Motion Artifacts
In Coronary MRA Using Navigator Echoes)」に記載さ
れているように、ナヴィゲータ信号による位置情報を用
いて、取得されたk空間画像データの位相を遡行的に補
正してもよい。
[0007] A method is known in which NMR data is acquired during the movement of an object to be inspected and the data is corrected instead of acquiring the NMR data in a relatively short acquisition time. These methods often use a navigator pulse sequence that is interleaved with the acquisition of NMR image data and designed to determine the location of the object to be examined. For example, US Pat. No. 5,363,844
Discloses a navigator pulse sequence that measures the position of the patient's diaphragm throughout image data acquisition. Magn. Reson. In Med., Volume 32, Volume 6
"Real-Time Motion Detection in Spiral MRI Using Navigator" by TS Sachs et al., Pp. 39-645 (1994).
This position information can be used to exclude image data acquired during portions of the respiratory or cardiac cycle that cause unacceptable image artifacts, as described in “Iral MRI Using Navigators”. Also,
Magn. Reson. In Med., Vol. 37, pp. 148-1
"Prospectively Adaptive Navator Correction for Respiratory MR Coronary Angiography (Angiography)" by MV MacConnell, p. 52 (1997).
igator Correction for Breath-hold MR Coronary Angi
ography) ”
The position information from the echo signal may be used predictively to adjust the reference phase of the receiver of the MRI system to correct subsequently acquired NMR image data. Alternatively, Proc.
International Society of Magnetic Resonance in Med
"Corinary MRA Using Navigator Echo," by ME Brummer et al., icine magazine, p. 748 (1995).
Of Respiratory Motion Artifacts
In Coronary MRA Using Navigator Echoes), the phase of the acquired k-space image data may be corrected retrospectively using the position information based on the navigator signal.

【0008】冠状動脈等の運動している検査対象の3次
元画像を取得するときに、一連の薄いスラブを相次いで
励起させて、各スラブから取得されたNMRデータを連
結することにより、3次元関心領域から3次元NMRデ
ータ集合を取得することが望ましい。米国特許第5,1
67,232号「連続的な多数の薄いスラブの3次元取
得による磁気共鳴アンジオグラフィ(Magnetic Resonan
ce Angiography By Sequential Multiple Thin Slab Th
ree-Dimensional Acquisition)」に記載されているよ
うに、これらの薄いスラブは重ね合わされて、不完全な
スラブ励起プロファイルに起因する境界での信号損失を
防止する。呼吸ゲート法を用いるときには、単一の呼吸
ゲート・ウィンドウを設定して、各々のスラブ(slab)に
ついて全てのデータをゲート・ウィンドウ中に取得す
る。次のスラブについてのデータ取得は、カレント(現
在)のスラブのデータ取得が完了するまで開始しない。
このことから、長時間の走査時間が必要とされる可能性
がある。
When acquiring a three-dimensional image of a moving examination object, such as a coronary artery, a series of thin slabs are excited one after the other and the NMR data acquired from each slab are concatenated. It is desirable to obtain a three-dimensional NMR data set from the region of interest. US Patent No. 5,1
No. 67,232, "Magnetic Resonance Angiography by Three-Dimensional Acquisition of Continuous Thin Thin Slabs (Magnetic Resonan
ce Angiography By Sequential Multiple Thin Slab Th
As described in “ree-Dimensional Acquisition”, these thin slabs are superimposed to prevent signal loss at boundaries due to imperfect slab excitation profiles. When using the respiration gate method, a single respiration gate window is set up and all data for each slab is acquired in the gate window. Data acquisition for the next slab does not start until data acquisition for the current (current) slab is completed.
For this reason, a long scanning time may be required.

【0009】[0009]

【発明の概要】本発明は、呼吸ゲート法を用いて関心領
域からマルチ・スラブ3次元MRIデータを取得する方
法及びシステムである。より具体的には、複数の呼吸ゲ
ート・ウィンドウを設定すると共に、対応する複数のス
ラブを規定したパイロット走査を行う。次いで、複数の
呼吸ゲート・ウィンドウの各々の最中に、複数のスラブ
のうち対応するスラブについての3次元MRIデータを
取得する走査を行う。各々のスラブについて取得された
3次元MRIデータを結合して、関心領域を表わす単一
の3次元MRIデータ集合を形成する。各々の呼吸周期
の大部分にわたってMRIデータが取得されるので、相
対的に短い走査時間で3次元MRIデータ集合の全体を
取得することが可能になる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method and system for acquiring multi-slab 3D MRI data from a region of interest using a respiration gate technique. More specifically, a plurality of respiratory gate windows are set, and a pilot scan defining a plurality of corresponding slabs is performed. Then, during each of the plurality of respiratory gate windows, a scan is performed to acquire three-dimensional MRI data for a corresponding one of the plurality of slabs. The three-dimensional MRI data acquired for each slab is combined to form a single three-dimensional MRI data set representing the region of interest. Since MRI data is acquired over most of each respiratory cycle, it is possible to acquire the entire three-dimensional MRI data set in a relatively short scan time.

【0010】[0010]

【好適実施例の説明】先ず、図1には、本発明を組み込
んだ好ましいMRIシステムの主要な構成要素が示され
ている。システムの動作は、キーボード及び制御パネル
102と表示器104とを含んでいる操作者コンソール
100によって制御される。コンソール100はリンク
116を介して独立したコンピュータ・システム107
と連絡しており、コンピュータ・システム107によ
り、操作者はスクリーン104上での画像の形成及び表
示を制御することが可能になる。コンピュータ・システ
ム107は、バックプレーンを介して互いに連絡する幾
つかのモジュールを含んでいる。これらのモジュールに
は、画像プロセッサ・モジュール106と、CPUモジ
ュール108と、画像データ・アレイ(配列)を記憶す
るフレーム・バッファとして当業界で公知のメモリ・モ
ジュール113とが含まれている。コンピュータ・シス
テム107は、画像データ及びプログラムを記憶するた
めのディスク記憶装置111及びテープ・ドライブ11
2に結合されており、また、高速シリアル・リンク11
5を介して別個のシステム制御部122と連絡してい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Referring first to FIG. 1, the major components of a preferred MRI system incorporating the present invention are shown. The operation of the system is controlled by an operator console 100, which includes a keyboard and control panel 102 and a display 104. Console 100 is connected to independent computer system 107 via link 116
And the computer system 107 allows the operator to control the formation and display of images on the screen 104. Computer system 107 includes several modules that communicate with each other via a backplane. These modules include an image processor module 106, a CPU module 108, and a memory module 113 known in the art as a frame buffer for storing image data arrays. The computer system 107 includes a disk storage device 111 and a tape drive 11 for storing image data and programs.
2 and a high-speed serial link 11
5 and a separate system control 122.

【0011】システム制御部122は、バックプレーン
118によって互いに接続されている一組のモジュール
を含んでいる。これらのモジュールには、CPUモジュ
ール119とパルス発生器モジュール121とが含まれ
ており、パルス発生器モジュール121はシリアル・リ
ンク125を介して操作者コンソール100に接続され
ている。リンク125を介して、システム制御部122
は実行されるべき走査シーケンスを指示する命令(コマ
ンド)を操作者から受け取る。
[0011] The system controller 122 includes a set of modules connected together by a backplane 118. These modules include a CPU module 119 and a pulse generator module 121, which is connected to the operator console 100 via a serial link 125. The system control unit 122 is connected via the link 125.
Receives commands from the operator indicating the scanning sequence to be executed.

【0012】パルス発生器モジュール121は、システ
ムの構成要素を動作させて、所望の走査シーケンスを実
行させる。パルス発生器モジュール121は、発生され
るべきRFパルスのタイミング、大きさ及び形状、並び
にデータ取得ウィンドウのタイミング及び長さを指示す
るデータを発生する。パルス発生器モジュール121は
一組の勾配増幅器127に接続されており、走査中に発
生される勾配パルスのタイミング及び形状を指示する。
パルス発生器モジュール121はまた、生理学的取得制
御器129から患者データを受け取り、生理学的取得制
御器129は患者に接続されているセンサからの信号を
受け取る。このような信号の1つにECG(心電図)信
号があり、この信号は制御器129によって処理され
て、パルス発生器モジュール121用の心拍トリガ信号
を発生する。パルス発生器モジュール121はまた、走
査室インタフェイス回路133に接続されており、走査
室インタフェイス回路133は、患者及び磁石系の状態
に関連した様々なセンサからの信号を受け取る。走査室
インタフェイス回路133を介して、患者位置決めシス
テム134もまた、走査に望ましい位置へ患者を移動さ
せるための命令を受け取る。
The pulse generator module 121 operates the components of the system to execute a desired scan sequence. The pulse generator module 121 generates data indicating the timing, magnitude and shape of the RF pulse to be generated, and the timing and length of the data acquisition window. The pulse generator module 121 is connected to a set of gradient amplifiers 127 and indicates the timing and shape of the gradient pulses generated during a scan.
The pulse generator module 121 also receives patient data from the physiological acquisition controller 129, which receives signals from sensors connected to the patient. One such signal is an ECG (electrocardiogram) signal, which is processed by controller 129 to generate a heartbeat trigger signal for pulse generator module 121. The pulse generator module 121 is also connected to a scan room interface circuit 133, which receives signals from various sensors related to the condition of the patient and the magnet system. Via scan room interface circuit 133, patient positioning system 134 also receives instructions to move the patient to the desired position for the scan.

【0013】パルス発生器モジュール121によって発
生される勾配波形は、Gx 増幅器とGy 増幅器とGz
幅器とで構成されている勾配増幅器システム127に印
加される。各々の勾配増幅器は、全体的に参照番号13
9で示されているアセンブリ内の対応する勾配コイルを
励起して、取得された信号を位置エンコードするのに用
いられる磁場勾配を発生する。勾配コイル・アセンブリ
139は、分極用磁石140と全身型RFコイル152
とを含んでいる磁石アセンブリ141の一部を形成して
いる。システム制御部122内の送受信器モジュール1
50がパルスを発生し、これらのパルスは、RF増幅器
151によって増幅されて、送信/受信(T/R)スイ
ッチ154によってRFコイル152に結合される。こ
の結果として、患者の体内の励起された核によって発生
される信号は、同じRFコイル152によって検知され
て、送信/受信スイッチ154を介して前置増幅器15
3に結合される。増幅されたNMR信号は、送受信器1
50の受信器部において復調され、フィルタ処理され、
ディジタル化される。送信/受信スイッチ154は、パ
ルス発生器モジュール121からの信号によって制御さ
れて、送信モード時にはRF増幅器151をコイル15
2に電気的に接続し、受信モード時には前置増幅器15
3を接続する。送信/受信スイッチ154はまた、送信
モード又は受信モードのいずれの場合にも、分離型RF
コイル(例えば、頭部コイル又は表面コイル)を用いる
ことを可能にする。
[0013] The gradient waveforms produced by the pulse generator module 121 are applied to a gradient amplifier system 127 comprised a G x amplifier G y and G z amplifiers. Each gradient amplifier is generally designated by reference numeral 13
The corresponding gradient coils in the assembly shown at 9 are excited to generate the magnetic field gradient used to position encode the acquired signal. The gradient coil assembly 139 includes a polarizing magnet 140 and a whole-body RF coil 152.
And a part of the magnet assembly 141 including: Transceiver module 1 in system control unit 122
50 generate pulses which are amplified by an RF amplifier 151 and coupled to an RF coil 152 by a transmit / receive (T / R) switch 154. As a result, the signal generated by the excited nucleus in the patient's body is sensed by the same RF coil 152 and transmitted through the transmit / receive switch 154 to the preamplifier 15.
3 The amplified NMR signal is transmitted to the transceiver 1
Demodulated and filtered at 50 receiver sections,
Digitized. The transmission / reception switch 154 is controlled by a signal from the pulse generator module 121, and switches the RF amplifier 151 to the coil 15 in the transmission mode.
2 and a preamplifier 15 in the reception mode.
3 is connected. The transmit / receive switch 154 also provides separate RF for either transmit or receive modes.
Allows the use of coils (eg, head coils or surface coils).

【0014】RFコイル152によって検知されたNM
R信号は、RF基準信号によって下降変換され、次い
で、送受信器モジュール150によってディジタル化さ
れる。ディジタル化されたNMR信号は、システム制御
部122内のメモリ・モジュール160へ転送される。
走査が完了してk空間NMRデータ・アレイの全体がメ
モリ・モジュール160内に取得されたときに、アレイ
・プロセッサ161が動作して、このデータを画像デー
タ・アレイへフーリエ変換する。この画像データは、シ
リアル・リンク115を介してコンピュータ・システム
107へ伝送されて、ここで、ディスク・メモリ111
に記憶される。操作者コンソール100から受信された
命令に応答して、この画像データをテープ・ドライブ1
12に保管してもよいし、又は画像プロセッサ106に
よって更に処理して操作者コンソール100へ伝送し
て、表示装置104に表示してもよい。送受信器150
に関する更に詳細な記載については、米国特許第4,9
52,877号及び同第4,992,736号を参照さ
れたい。
NM detected by RF coil 152
The R signal is down-converted by the RF reference signal and then digitized by the transceiver module 150. The digitized NMR signal is transferred to the memory module 160 in the system control unit 122.
When the scan is completed and the entire k-space NMR data array has been acquired in the memory module 160, the array processor 161 operates to Fourier transform this data into an image data array. This image data is transmitted to the computer system 107 via the serial link 115 where the disk memory 111
Is stored. In response to a command received from the operator console 100, this image data is stored in the tape drive 1.
12 or may be further processed by image processor 106 and transmitted to operator console 100 for display on display device 104. Transceiver 150
For a more detailed description of US Pat.
52,877 and 4,992,736.

【0015】図1のMRIシステムは、一連のパルス・
シーケンスを実行して、所望の画像を再構成するのに十
分なNMRデータを収集する。図2を具体的に参照しな
がら述べると、例示的な3次元グラディエント・リコー
ルド・エコー・パルス・シーケンスが、Gz スラブ選択
勾配パルス301が存在している状態で検査対象に印加
される選択的RF励起パルス300を用いて、選択され
たスラブに横磁化を発生している。結果として生ずるN
MR信号303をスラブ選択勾配パルス301によって
生ずる位相シフトについて補償すると共にz軸に沿った
速度に対するNMR信号303の感度を抑制するため
に、米国特許第4,731,583号に教示されている
ように、負のGz 勾配パルス304、続いて正のGz
配パルス305がGz 勾配コイルによって発生される。
勾配パルス304は、多数の振幅を有し、z軸方向に沿
った位相エンコードも行う。パルス304及び305
は、z軸に沿った速度を補償しているが、加速及び更に
高次の運動を補償するより複雑な勾配波形もまた当業者
に周知である。
[0015] The MRI system of FIG.
Run the sequence and collect enough NMR data to reconstruct the desired image. With specific reference to FIG. 2, an exemplary three-dimensional gradient recalled echo pulse sequence is implemented wherein a G z slab selective gradient pulse 301 is applied to a test object in the presence of a gradient pulse 301. Transverse magnetization is generated in the selected slab using the RF excitation pulse 300. The resulting N
In order to compensate the MR signal 303 for phase shifts caused by the slab selection gradient pulse 301 and to reduce the sensitivity of the NMR signal 303 to velocity along the z-axis, as taught in US Pat. No. 4,731,583. Next, a negative Gz gradient pulse 304 followed by a positive Gz gradient pulse 305 is generated by the Gz gradient coil.
The gradient pulse 304 has many amplitudes and also performs phase encoding along the z-axis direction. Pulses 304 and 305
Compensates for velocity along the z-axis, but more complex gradient waveforms that compensate for acceleration and higher order motion are also well known to those skilled in the art.

【0016】NMR信号303を位置エンコードするた
めに、RF励起パルス300の印加から短時間の後に、
位相エンコード用Gy 勾配パルス306が検査対象に印
加される。当業界で周知のように、完全な走査はこれら
のパルス・シーケンスの連鎖で構成されており、この連
鎖においては、Gy 位相エンコード用パルスの値が例え
ば256個の一連の離散的な位相エンコード値を通じて
段階的に変化して、NMR信号を発生するスピンの位置
をy軸に沿って局在化する。x軸に沿った位置は、NM
R信号303を周波数エンコードするためにNMRグラ
ディエント・エコー信号303が取得されるのと同時に
発生されるGx 勾配パルス307によって位置決定され
る。グラディエント・エコー303を発生させると共に
x方向に沿った速度に対してエコー信号303の感度を
抑制するために、米国特許第4,731,583号に教
示されているように、勾配パルス307に先行して勾配
パルス308及び309が印加される。
To position encode the NMR signal 303, shortly after the application of the RF excitation pulse 300,
A phase encoding Gy gradient pulse 306 is applied to the test object. As is well known in the art, a complete scan consists of a sequence of these pulse sequences, in which the value of the G y phase encoding pulse is a series of 256 discrete phase encoding pulses, for example. Stepping through the values localizes the position of the spins that generate the NMR signal along the y-axis. The position along the x axis is NM
In order to frequency encode the R signal 303, the NMR gradient echo signal 303 is located by a G x gradient pulse 307 generated at the same time as the acquisition. The gradient pulse 307 is preceded by a gradient pulse 307, as taught in U.S. Pat. No. 4,731,583, to generate a gradient echo 303 and to reduce the sensitivity of the echo signal 303 to velocity along the x-direction. Then, gradient pulses 308 and 309 are applied.

【0017】NMR信号303は、システム送受信器1
22によって取得されて、Nx (例えば、256)個の
複素数から成る1行としてディジタル化され、メモリに
記憶される。(Gy ,Gz )位相エンコード用勾配の各
々の組み合わせ毎にNMR信号303が発生され、取得
され、ディジタル化されて、Nx (例えば、256)個
の複素数から成る別個の行として記憶される。従って、
走査の完了時には、k空間データの3次元(Nx ×Ny
×Nz )アレイが記憶される。ここで、Ny はy方向に
沿った位相エンコード・ステップの数であり、Nz はz
方向に沿った位相エンコード・ステップの数である。こ
のk空間データのアレイを用いて、前述のようにして画
像を再構成することができる。
The NMR signal 303 is transmitted to the system transceiver 1
22 and digitized as a row of N x (eg, 256) complex numbers and stored in memory. An NMR signal 303 is generated, acquired, digitized, and stored as a separate row of N x (eg, 256) complex numbers for each combination of (G y , G z ) phase encoding gradients. You. Therefore,
At the completion of scanning, three-dimensional (N x × N y)
× N z ) The array is stored. Where N y is the number of phase encode steps along the y direction and N z is z
Number of phase encode steps along the direction. Using this array of k-space data, an image can be reconstructed as described above.

【0018】当業者には、他の多くのNMR撮像パルス
・シーケンスを用い得ることが明らかであろう。図2の
撮像パルス・シーケンスは、本発明の好ましい応用であ
る心拍イメージングに好適である。以下に述べるよう
に、画像データ取得中にナヴィゲータ・エコー信号もま
た取得されて、走査中の検査対象の運動の変位を測定す
る。
It will be apparent to those skilled in the art that many other NMR imaging pulse sequences can be used. The imaging pulse sequence of FIG. 2 is suitable for heart rate imaging, which is a preferred application of the present invention. As described below, during image data acquisition, a navigator echo signal is also acquired to measure the displacement of the motion of the test object during scanning.

【0019】本発明の一実施例では、従来のナヴィゲー
タ・パルス・シーケンスを用いて、各回の心拍周期中に
患者の横隔膜の位置を測定する。このナヴィゲータ・パ
ルス・シーケンスは、2次元RF励起パルスを用いて、
腹部の右側に位置しており肝臓の凸面(ドーム)の近く
で横隔膜を横断するスピンのカラムを励起する。励起さ
れたカラムの長さ方向の次元に沿って配向した読み出し
勾配(好適実施例ではGz )を存在させた状態でNMR
信号を取得し、NMRナヴィゲータ信号のNec ho(例え
ば、256)個のサンプルがアレイ・プロセッサ161
によってフーリエ変換される。2次元励起RFパルスは
例えば、90°のフリップ角を発生する30ミリ直径の
励起であるが、他の直径を励起させてもよい。例えば米
国特許第4,812,760号に記載されているよう
に、これらのような2次元RFパルスは、2つの勾配磁
場(好適実施例ではGx 及びGy )を存在させた状態で
発生され、受信器の低域通過フィルタが、励起されたカ
ラム(z軸)に沿った視野(例えば、260mm)に合
うように設定される。NMR信号は、例えば4ミリ秒の
サンプリング時間にわたってNecho個の点においてサン
プリングされる。基準ナヴィゲータ・エコーが、画像デ
ータの取得に先立って取得される。基準ナヴィゲータ・
エコーは通常、呼息の終期に取得されるが、その理由
は、呼吸運動はこの位置においては相対的に安定であり
再現可能であるからである。カレントの横隔膜位置と基
準横隔膜位置との間の変位は、Magn. Reson. Med.誌、
第36巻、第117頁〜第123頁(1996年)のY.
Wang等による「ナヴィゲータ・エコーから運動情報を
抽出するアルゴリズム(Algorithms for Extracting Mo
tionInformation From Navigator Echoes)」に記載さ
れているような自己相関アルゴリズム及び最小平均自乗
アルゴリズムを用いて測定することができる。また、横
隔膜位置は、1997年11月26日に出願されたThom
as Kwok-Fah Foo及びKevin F. Kingによる米国特許出願
第08/980,192号に開示されている線形位相シ
フト・アルゴリズムを用いることにより測定することも
できる。
In one embodiment of the present invention, a conventional navigator pulse sequence is used to determine the position of the patient's diaphragm during each cardiac cycle. This navigator pulse sequence uses two-dimensional RF excitation pulses to
It excites a column of spins across the diaphragm, located on the right side of the abdomen and near the convex (dome) of the liver. NMR in the presence of a readout gradient (G z in the preferred embodiment) oriented along the length dimension of the excited column
The signal is acquired and N ec ho (eg, 256) samples of the NMR navigator signal are stored in the array processor 161.
Is Fourier-transformed. The two-dimensional excitation RF pulse is, for example, a 30 mm diameter excitation that produces a flip angle of 90 °, but may excite other diameters. For example, as described in US Pat. No. 4,812,760, two-dimensional RF pulses such as these are generated in the presence of two gradient fields (G x and G y in the preferred embodiment). The low pass filter of the receiver is set to match the field of view (eg, 260 mm) along the excited column (z-axis). The NMR signal is sampled at N echo points over a sampling time of, for example, 4 milliseconds. A reference navigator echo is acquired prior to acquiring the image data. Standard Navigator
Echoes are usually acquired at the end of exhalation because respiratory movements are relatively stable and reproducible in this position. The displacement between the current diaphragm position and the reference diaphragm position is determined by Magn. Reson. Med.
36, pp. 117-123 (1996).
An algorithm for extracting motion information from navigator echoes (Algorithms for Extracting Mo
Measurement Information from Navigator Echoes) can be measured using an autocorrelation algorithm and a least mean square algorithm. In addition, the diaphragm position is determined by Thom, filed on November 26, 1997.
It can also be measured by using the linear phase shift algorithm disclosed in US patent application Ser. No. 08 / 980,192 to Kwok-Fah Foo and Kevin F. King.

【0020】この従来のナヴィゲータ・パルス・シーケ
ンスを、図3に示すような心拍ゲート式走査に用いる。
ECG信号のQRSコンプレクス320は、各々のR−
R区間の開始を示しており、R−R区間の間に、図2の
撮像パルス・シーケンスを用いてNMR画像データのセ
グメント322が取得される。当業界で周知のように、
各々のセグメント322は、患者の心臓を通過する1つ
のスラブからk空間の複数の線をサンプリングしたもの
であり、取得は、1つ又はこれよりも多い画像を再構成
するのに十分な画像データが取得されるまで続行する。
This conventional navigator pulse sequence is used for a heart rate gated scan as shown in FIG.
The QRS complex 320 of the ECG signal is
The start of the R interval is shown, during which segment 322 of NMR image data is acquired using the imaging pulse sequence of FIG. As is well known in the art,
Each segment 322 is a sampling of multiple lines in k-space from a single slab that passes through the patient's heart, and the acquisition is sufficient to reconstruct one or more images. Continue until is obtained.

【0021】各回の心拍周期において、参照番号324
に示すようなナヴィゲータ・パルス・シーケンスが実行
されて、各々のセグメント322の取得の直前の患者の
横隔膜の位置を測定する。ナヴィゲータNMR信号は、
心拍ゲート式MRI走査中の各回の画像データの取得の
直前の横隔膜位置の指標を提供する。図4に示すよう
に、この横隔膜位置情報は、患者の呼息の終期での1つ
の値と、患者の吸息の終期でのもう1つの値との間を循
環する呼吸信号350を与える。以下に更に詳細に記載
するように、インタリーブ式ナヴィゲータ・パルス・シ
ーケンス324によって提供される呼吸信号350を用
いて、複数の3次元スラブからの画像データ取得をゲー
ト制御する。
In each heart cycle, reference numeral 324
A navigator pulse sequence as shown in FIG. 7 is executed to determine the position of the patient's diaphragm just prior to the acquisition of each segment 322. The navigator NMR signal is
It provides an indication of the diaphragm position immediately prior to each acquisition of image data during a heart rate gated MRI scan. As shown in FIG. 4, this diaphragm position information provides a respiratory signal 350 that circulates between one value at the end of the patient's exhalation and another value at the end of the patient's inspiration. As described in more detail below, the respiration signal 350 provided by the interleaved navigator pulse sequence 324 is used to gate image data acquisition from a plurality of three-dimensional slabs.

【0022】図5を具体的に参照しながら述べると、ス
カウトMRI走査を行って、参照番号360に示す患者
の心臓の断面画像を取得する。冠状動脈362が心臓の
表面に位置している。3次元関心空間は、コンソール1
00に設けられている対話型ツールを用いて操作者によ
って画定され、これにより、スカウト画像上で1組の3
次元スラブ364を配置することが可能になる。図5に
示す例では、4つの重なり合ったスラブ1〜4が操作者
によって指定されており、実行されるべき3次元心拍ゲ
ート式MRI走査を規定する他の走査パラメータと共に
入力される。加えて、やはりスカウト走査中に取得され
た呼吸信号350をコンソール100上に表示して、操
作者が呼吸ゲート・ウィンドウを設定する。図4に示す
例では、4つの別個のゲート・ウィンドウ1〜4が設定
されており、これらのウィンドウ1〜4を4つの対応す
るスラブ1〜4に割り当てる。スラブの各々が、呼吸ゲ
ート・ウィンドウに関連付けられている。呼吸ウィンド
ウとスラブとの間の好ましい対応の1つは、次のような
ものである。すなわち、ウィンドウ1がスラブ1に対応
し、ウィンドウ2がスラブ2に対応し、ウィンドウ3が
スラブ3に対応し、ウィンドウ4がスラブ4に対応す
る。呼吸ウィンドウとスラブとの間のもう1つの好まし
い対応は、次のようなものである。すなわち、ウィンド
ウ1がスラブ4に対応し、ウィンドウ2がスラブ3に対
応し、ウィンドウ3がスラブ2に対応し、ウィンドウ4
がスラブ1に対応する。
Referring specifically to FIG. 5, a scout MRI scan is performed to obtain a cross-sectional image of the patient's heart, indicated at 360. Coronary artery 362 is located on the surface of the heart. 3D space of interest is console 1
00 is defined by the operator using an interactive tool provided on the scout image.
The dimensional slab 364 can be arranged. In the example shown in FIG. 5, four overlapping slabs 1 to 4 have been specified by the operator and are input along with other scan parameters that define the three-dimensional heart rate gated MRI scan to be performed. In addition, the respiration signal 350, also acquired during the scout scan, is displayed on the console 100 and the operator sets a respiration gate window. In the example shown in FIG. 4, four separate gate windows 1 to 4 are set, and these windows 1 to 4 are assigned to four corresponding slabs 1 to 4. Each of the slabs is associated with a respiration gate window. One of the preferred correspondences between the breathing window and the slab is as follows. That is, window 1 corresponds to slab 1, window 2 corresponds to slab 2, window 3 corresponds to slab 3, and window 4 corresponds to slab 4. Another preferred correspondence between the breathing window and the slab is as follows. That is, window 1 corresponds to slab 4, window 2 corresponds to slab 3, window 3 corresponds to slab 2, and window 4
Corresponds to slab 1.

【0023】スカウト走査が実行され、呼吸ゲート・ウ
ィンドウが画定されて、対応する規定のスラブに割り当
てられた後に、走査が開始する。図3を参照すると、各
回の心拍周期中にナヴィゲータ・パルス・シーケンス3
24を実行して、呼吸信号の値を算出する。測定された
呼吸位置が、画定されている呼吸ゲート・ウィンドウの
うち1つのウィンドウの範囲内に位置している場合に
は、このウィンドウに割り当てられている対応する規定
のスラブについて画像データ・セグメント322が取得
される。呼吸信号が画定されている呼吸ゲート・ウィン
ドウのいずれの範囲内にも位置していない場合には、こ
の心拍周期中には画像データは取得されない。
After a scout scan has been performed and the respiration gate window has been defined and assigned to the corresponding predefined slab, the scan begins. Referring to FIG. 3, during each cardiac cycle, navigator pulse sequence 3
24 is executed to calculate the value of the respiration signal. If the measured respiration position is located within one of the defined respiration gate windows, the image data segment 322 for the corresponding defined slab assigned to this window. Is obtained. If the respiration signal is not located within any of the defined respiration gate windows, no image data is acquired during this cardiac cycle.

【0024】走査は、規定のスラブの全てについて3次
元画像データ集合が取得されるまで続行する。しかしな
がら、4つの別個の呼吸ゲート・ウィンドウが用いられ
ており、呼吸周期の遥かに大きな部分にわたって画像デ
ータを取得することができるので、全てのスラブについ
ての走査は、遥かに短い時間しか必要としない。理想的
には、呼吸ゲート・ウィンドウの大きさは、各々のスラ
ブの取得が実質的に同じ時刻に完了するように設定され
る。このことを達成するために、呼吸ゲート・ウィンド
ウを動的に変化させてもよい。また、これらのスラブ
は、軸方向に位置していてもよいし、又は他の任意の直
交配向若しくは斜方配向に位置していてもよい。
The scanning continues until a three-dimensional image data set has been acquired for all of the defined slabs. However, scanning over all slabs requires much less time since four separate breathing gate windows are used and image data can be acquired over a much larger portion of the respiratory cycle. . Ideally, the size of the breathing gate window is set such that acquisition of each slab is completed at substantially the same time. To achieve this, the breathing gate window may be changed dynamically. Also, the slabs may be located in the axial direction or in any other orthogonal or oblique orientation.

【0025】スラブのデータ集合が取得された後に、デ
ータ集合を連結して、関心領域全体の単一の3次元デー
タ集合を形成する。このことはいくつかの方法で実行す
ることができるが、いずれの場合にも、取得された各々
のスラブの相対的な位置は、異なる呼吸ゲート・ウィン
ドウの間で生ずる運動を考慮に入れて調節されていなけ
ればならない。
After the slab data sets have been obtained, the data sets are concatenated to form a single three-dimensional data set for the entire region of interest. This can be performed in several ways, but in each case, the relative position of each acquired slab is adjusted to account for the movement that occurs between different breathing gate windows. Must have been.

【0026】別個のスラブを連結する一方法では、各々
のスラブを手動で位置合わせする。第1段階では、前述
のように3次元高速フーリエ変換を実行することによ
り、各々の3次元スラブk空間データ集合から3次元ス
ラブ画像を再構成する。次いで、別個の再構成されたス
ラブ画像をコンソール100上に表示して、制御パネル
102上に設けられているトラックボールを用いて、こ
れらのスラブ画像を互いに対して位置合わせするように
手動で移動させることができる。この位置合わせは、各
スラブ364が図5に示すように重なり合っているの
で、同じ解剖学的構造の部分を含み、この部分が、隣接
するスラブの各々に表示されていることから可能にな
る。この位置合わせの工程は、周知の画像位置合わせ方
法を用いて自動でも実行され得ることは明らかであろ
う。
One method of joining separate slabs involves manually aligning each slab. In the first stage, a three-dimensional slab image is reconstructed from each three-dimensional slab k-space data set by executing a three-dimensional fast Fourier transform as described above. The separate reconstructed slab images are then displayed on console 100 and manually moved to align these slab images with respect to each other using a trackball provided on control panel 102. Can be done. This alignment is possible because each slab 364 overlaps as shown in FIG. 5 and therefore includes a portion of the same anatomy, which is displayed on each of the adjacent slabs. It will be apparent that this registration step can also be performed automatically using well-known image registration methods.

【0027】別個のスラブを連結させるもう1つの方法
では、これらのスラブの位置を、測定された量だけシフ
トさせる。図4に示す各々のウィンドウ1〜4につい
て、図5に示す患者の心臓の対応する空間的位置が存在
している。すなわち、心臓は、呼吸の結果として循環的
に運動している。スカウト走査時に心臓における基準点
の位置を呼吸信号350の関数として測定することがで
きる。基準位置が選択されて、各々の呼吸ゲート・ウィ
ンドウの中心における基準位置から離隔する方向でのこ
の基準点のシフトが算出される。連結の際に、各々のス
ラブは、その呼吸ゲート・ウィンドウのシフトに対応す
る量だけ位置についてシフトされる。このようにする
と、各々のスラブが基準位置に関して位置合わせされた
状態になる。
Another method of connecting separate slabs is to shift the positions of these slabs by a measured amount. For each window 1-4 shown in FIG. 4, there is a corresponding spatial location of the patient's heart shown in FIG. That is, the heart is circulating as a result of breathing. During a scout scan, the position of the reference point on the heart can be measured as a function of the respiratory signal 350. A reference position is selected and the shift of this reference point in a direction away from the reference position at the center of each breathing gate window is calculated. Upon coupling, each slab is shifted in position by an amount corresponding to the shift of its breathing gate window. In this way, each slab is aligned with respect to the reference position.

【0028】これらの撮像スラブは、異なる配向を有す
る状態で異なる位置で規定されて取得される。例えば、
スラブのうち1つを右冠状動脈(RCA)の画像を取得
するように配置し、他のスラブのうち1つを左前方下降
動脈の画像を取得するように配置することができる。こ
の例では、スラブの重なりは必要でなく、これらのスラ
ブを別個に表示することができる。
These imaging slabs are defined and acquired at different positions with different orientations. For example,
One of the slabs can be positioned to acquire an image of the right coronary artery (RCA) and one of the other slabs can be positioned to acquire an image of the left anterior descending artery. In this example, no slab overlap is required and these slabs can be displayed separately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を採用しているMRIシステムのブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram of an MRI system employing the present invention.

【図2】本発明を実施するときに用いることのできる一
例の3次元NMR撮像パルス・シーケンス図である。
FIG. 2 is an example three-dimensional NMR imaging pulse sequence diagram that can be used in practicing the present invention.

【図3】本発明に従ってナヴィゲータ・パルス・シーケ
ンスを呼吸ゲート制御に用いた心拍ゲート式MRI走査
のグラフである。
FIG. 3 is a graph of a heart rate gated MRI scan using a navigator pulse sequence for respiratory gating in accordance with the present invention.

【図4】検査対象の運動を患者の呼吸の関数として示す
呼吸信号のグラフである。
FIG. 4 is a graph of a respiratory signal showing the motion of the test object as a function of the patient's breathing.

【図5】3次元空間が4つの別個のスラブにおいてどの
ように走査されるかを示す患者の心臓の見取り図であ
る。
FIG. 5 is a perspective view of a patient's heart showing how a three-dimensional space is scanned in four separate slabs.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 操作者コンソール 102 キーボード及び制御パネル 104 表示器 111 ディスク記憶装置 112 テープ・ドライブ 115 高速シリアル・リンク 116 リンク 118 バックプレーン 125 シリアル・リンク 139 勾配コイル・アセンブリ 140 分極用磁石 141 磁石アセンブリ 152 全身型RFコイル 300 選択的RF励起パルス 301 Gz スラブ選択勾配パルス 303 NMR信号 304、305 Gz 勾配パルス 306 位相エンコード用Gy 勾配パルス 307 Gx 勾配パルス 308、309 勾配パルス 320 QRSコンプレクス 322 NMR画像データ・セグメント 324 ナヴィゲータ・パルス・シーケンス 350 呼吸信号 360 患者の心臓 362 冠状動脈 364 3次元スラブ100 Operator Console 102 Keyboard and Control Panel 104 Indicator 111 Disk Storage 112 Tape Drive 115 High Speed Serial Link 116 Link 118 Backplane 125 Serial Link 139 Gradient Coil Assembly 140 Magnet for Polarization 141 Magnet Assembly 152 Whole Body RF coil 300 selective RF excitation pulse 301 G z slab select gradient pulse 303 NMR signals 304 and 305 G z gradient pulse 306 phase-encoding G y gradient pulse 307 G x gradient pulse 308, 309 gradient pulse 320 QRS Complexe 322 NMR image data Segment 324 navigator pulse sequence 350 respiratory signal 360 patient's heart 362 coronary artery 364 three-dimensional slab

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁気共鳴イメージング・システムにより
検査対象の3次元画像を取得する方法であって、 (a)複数の呼吸ゲート・ウィンドウを設定する工程
と、 (b)前記検査対象を含む3次元関心領域を前記複数の
呼吸ゲート・ウィンドウの各々にそれぞれ関連した複数
の3次元スラブに分割することにより複数のスラブを設
定する工程と、 (c)前記患者の呼吸位置を検出し、該検出された呼吸
位置が前記複数の呼吸ゲート・ウィンドウの各々のウィ
ンドウの範囲内に位置しているか否かを決定する工程
と、 (d)前記検出された呼吸位置が1つの呼吸ゲート・ウ
ィンドウの範囲内に位置しているときに、前記磁気共鳴
イメージング・システムにより前記関連する3次元スラ
ブから核磁気共鳴データを取得する工程と、 (e)画像を再構成するのに十分な核磁気共鳴データが
各々のスラブについて取得されるまで工程(c)及び工
程(d)を繰り返す工程と、を有している前記方法。
1. A method for acquiring a three-dimensional image of an examination object by a magnetic resonance imaging system, comprising: (a) setting a plurality of respiratory gate windows; and (b) three-dimensional images including the examination object. Setting a plurality of slabs by dividing a region of interest into a plurality of three-dimensional slabs respectively associated with each of the plurality of respiratory gate windows; and (c) detecting a respiratory position of the patient; Determining whether the detected respiratory position is within a window of each of the plurality of respiratory gate windows; and (d) determining that the detected respiratory position is within a single respiratory gate window. Acquiring nuclear magnetic resonance data from the associated three-dimensional slab with the magnetic resonance imaging system when located at: The method sufficient NMR data to construct has a a step of repeating steps (c) and (d) until the acquired for each slab.
【請求項2】 前記工程(c)は、 (イ)呼吸信号を発生するように前記磁気共鳴イメージ
ング・システムによりナヴィゲータ・パルス・シーケン
スを実行する工程と、 (ロ)前記呼吸信号が前記呼吸ゲート・ウィンドウのう
ち1つのウィンドウについての値の範囲内に含まれるか
否かを決定する工程と、を含んでいる請求項1に記載の
方法。
2. The step (c) comprises: (a) executing a navigator pulse sequence with the magnetic resonance imaging system to generate a respiratory signal; and (b) the respiratory signal comprises the respiratory gate. Determining whether they fall within the range of values for one of the windows.
【請求項3】 前記検査対象は冠状動脈であり、前記方
法は、 (f)各々の心拍周期中に前記患者の心臓の時相を示す
心拍ゲート信号を発生する工程を含んでおり、 前記工程(d)は、前記心拍ゲート信号により示される
選択された心臓時相において実行される請求項1に記載
の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the object to be examined is a coronary artery, the method comprising: (f) generating a heart rate gating signal indicative of a phase of the patient's heart during each heart cycle. The method of claim 1, wherein (d) is performed at a selected cardiac phase indicated by the heart rate gating signal.
【請求項4】 前記工程(c)は、 (イ)呼吸信号を発生するように各回の心拍周期中に前
記磁気共鳴イメージング・システムによりナヴィゲータ
・パルス・シーケンスを実行する工程と、 (ロ)前記呼吸信号が前記呼吸ゲート・ウィンドウのう
ち1つのウィンドウについての値の範囲内に含まれるか
否かを決定する工程と、を含んでいる請求項3に記載の
方法。
4. The step (c) comprises: (a) executing a navigator pulse sequence by the magnetic resonance imaging system during each cardiac cycle to generate a respiratory signal; Determining whether a respiratory signal falls within a range of values for one of the respiratory gate windows.
【請求項5】 前記工程(b)は、 (イ)前記患者から核磁気共鳴データを取得するように
前記磁気共鳴イメージング・システムによりスカウト走
査を実行する工程と、 (ロ)前記取得された核磁気共鳴データから前記検査対
象の画像を再構成する工程と、 (ハ)該画像上で前記複数の3次元スラブを示す工程
と、 (ニ)該示された3次元スラブの各々から核磁気共鳴デ
ータを取得するパルス・シーケンスを画定する工程と、
を含んでいる請求項1に記載の方法。
5. The step (b) comprises: (a) performing a scout scan with the magnetic resonance imaging system to obtain nuclear magnetic resonance data from the patient; and (b) the acquired nucleus. Reconstructing the image of the inspection target from magnetic resonance data; (c) showing the plurality of three-dimensional slabs on the image; (d) nuclear magnetic resonance from each of the indicated three-dimensional slabs Defining a pulse sequence for acquiring data;
The method of claim 1 comprising:
【請求項6】 前記工程(b)において設定された前記
複数のスラブは、複数の異なる角度で配向している請求
項1に記載の方法。
6. The method of claim 1, wherein the plurality of slabs set in step (b) are oriented at a plurality of different angles.
【請求項7】 患者の体内の検査対象の解剖学的構造の
3次元画像を形成する磁気共鳴イメージング・システム
であって、 前記患者の呼吸運動の範囲をそれぞれ示す複数の呼吸ゲ
ート・ウィンドウの各々を検出する手段と、 前記磁気共鳴イメージング・システムに指令して、前記
検査対象の解剖学的構造内の複数の3次元スラブのそれ
ぞれから核磁気共鳴データを取得するパルス・シーケン
スを実行させるパルス発生器であって、前記呼吸ゲート
・ウィンドウの各々が検出されたときに、前記複数の3
次元スラブのうち対応するスラブから核磁気共鳴データ
を取得するように動作することが可能なパルス発生器
と、 各々の3次元スラブについて取得された前記核磁気共鳴
データを連結すると共に前記検査対象の解剖学的構造の
3次元画像を再構成する手段と、 を備えた磁気共鳴イメージング・システム。
7. A magnetic resonance imaging system for forming a three-dimensional image of an anatomical structure to be examined in a patient's body, wherein each of the plurality of respiratory gate windows indicates a range of respiratory movement of the patient. And pulse generation for instructing the magnetic resonance imaging system to execute a pulse sequence for acquiring nuclear magnetic resonance data from each of a plurality of three-dimensional slabs in the anatomical structure under examination. A plurality of three-dimensional detectors when each of the respiratory gate windows is detected.
A pulse generator operable to acquire nuclear magnetic resonance data from a corresponding one of the three-dimensional slabs; connecting the nuclear magnetic resonance data acquired for each of the three-dimensional slabs; Means for reconstructing a three-dimensional image of the anatomical structure.
【請求項8】 前記検査対象の解剖学的構造は、前記患
者の心臓であり、 前記システムは、該患者の心臓の拍動を検出して、心拍
周期の所定の時相において前記パルス・シーケンスを実
行するように前記パルス発生器にトリガを与える心拍ゲ
ート手段を含んでいる請求項7に記載の磁気共鳴イメー
ジング・システム。
8. The anatomical structure to be examined is the heart of the patient, and the system detects beats of the patient's heart and determines the pulse sequence at a predetermined phase of the cardiac cycle. 8. A magnetic resonance imaging system according to claim 7, including heart rate gating means for triggering the pulse generator to perform the following.
【請求項9】 前記呼吸ゲート・ウィンドウを検出する
前記手段は、前記パルス発生器に指令して、患者の呼吸
により生ずる運動を示す核磁気共鳴データを前記患者か
ら取得するようにナヴィゲータ・パルス・シーケンスを
周期的に実行させる手段を含んでいる請求項7に記載の
磁気共鳴イメージング・システム。
9. The means for detecting the respiratory gate window comprises: commanding the pulse generator to obtain magnetic resonance data from the patient indicative of movement caused by respiration of the patient. 8. The magnetic resonance imaging system according to claim 7, comprising means for executing the sequence periodically.
【請求項10】 前記核磁気共鳴データを取得する前記
3次元スラブは、複数の異なる角度で配向している請求
項7に記載の磁気共鳴イメージング・システム。
10. The magnetic resonance imaging system according to claim 7, wherein the three-dimensional slab for acquiring the nuclear magnetic resonance data is oriented at a plurality of different angles.
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